4.4势能课件-高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

1、4.4 势能1.物体竖直下落 从 A 到 BAhBh1h2WG=mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2 一、重力做功2.物体沿斜线运动 从 A 到 CAChLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh23.物体沿曲线运动 从 A 到 Ch1h2h3AChAh 1LW1=mglcos1=mg h 1W=W1+W2+W3+ W=mg h 1+ mg h 2 + mg h 3 + =mg （h 1+ h 2 + h 3 )=mg h =mgh1mgh2hh2h1AB4.物体从A落到B的过程中,重力做功 重力对物体做的功与路径无关,仅由物体的质量和始末两个位置的

2、高度差 决定。重力做功的特点:5.重力做功特点当物体的高度发生变化时，重力要做功。物体下降时：物体被举高时：重力做正功重力做负功说明：做功的过程就是通过力传递能量的过程， 功是能量转化的量度(如果物体在力的作用下能量发生了变化，那么这个力一定对物体做了功） 可见,重力做的功等于mgh这个量的变化.在物理学中， 就用mgh这个物理量表示物体的重力势能。1.定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。2.单位：国际单位制中，焦耳(J)。 1J=1kgm.s-2 .m=1N.m3.重力势能是标量，状态量。4.重力势能的变化（重力势能的改变量） EP=mgh末-mgh初Ep=mgh(h为相对参

3、考平面的高度）二、重力势能1、状态量，是描述物质系统状态的物理量。 例如：位置、速度、动能、角速度、压强、温度、体积、势能等等都是状态量。物质系统在外界作用下，它的状态将随时间而发生变化，描述该系统状态量也随时间而发生变化2、过程量是描述物质系统状态变化过程的物理量。 例如功、速度改变量等都是过程量，它们都与一定的物理过程相对应。过程量与状态量有何区别?类比拍照瞬间！好像录像过程！计算重力势能之前需要先选定参考平面 在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。 参考平面的选取是任意的，一般选地面为参考平面在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；势能是状态量、标量+、表示大小（正

4、值就比负值大）三、重力势能的相对性高度是相对的，所以重力势能也是相对的参考平面的高度取为零，在参考面上物体，重力势能为零；例1.如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表(g=10m/s2)参考平面小球在A点重力势能小球在B点重力势能下落过程小球重力做功下落过程小球重力势能变化桌面地面 6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB 选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同 对一个确定的过程，WG和EP与参考面的选择无关20注意：1、重力的功是标量，有正负之分，重力做功的正负表明了重力相对于受力物体在效果上讲属

5、于动力还是阻力。（功的正负不表示大小，比较功的多少时，不能带正负号，即取绝对值比较）2、重力势能是标量，但有正负，正负表示了重力势能的大小（正值表示物体所在位置在参考面的上方且随着距参考面距离的增大而增大，负值表示物体所在位置在参考面的下方且随着距参考面距离的增大而减小，正值就比负值大），故比较物体重力势能的大小时，要带着正负号。 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。也就是说，倘若没有地球，就谈不上重力。所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。 重力势能属于物体和地球组成的系统所有 .四、重力势能的系统性 平常所说的“物体”的重力势能，

6、只是一种习惯简化的说法。五、重力做功与重力势能变化关系重力做的功等于重力势能的改变量的相反数. 如果重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力对物体做的功 如果重力做负功，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力做的功EP=EP末-EP初=mgh末-mgh初1 定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。六、弹性势能弹簧的劲度系数 弹簧的伸长量或压缩量 1.弹性势能的表达式中可能涉及到的物理量 七、探究弹性势能的表达式 1.拉伸过程的弹簧弹力是恒力还是变力？F=kx问题与思考2.怎样求解变力做功？3.怎样由拉力做功得出弹性势能表达式？怎样计算弹簧弹力做的功?八、计算弹簧弹力做

7、的功FWFx ?八、计算弹簧弹力做的功八、计算弹簧弹力做的功在各个小段上，弹力可近似认为是不变的把弹簧伸长的过程分成很多微分思想足够小的过程八、计算弹簧弹力做的功积分思想三、计算弹簧弹力做的功八、计算弹簧弹力做的功FxO弹簧的F-x图象1.如图所示，弹簧的劲度系数为k，左端固定，不加外力时，右端在A处，今用力F缓慢向右拉弹簧，使弹簧伸长到B处，若规定弹簧自由长度的弹性势能为零，则手克服弹簧弹力所做的功，等于弹簧的弹性势能九、弹簧弹性势能的表达式2.根据胡克定律Fkx画出F随x变化的图线如图所示，根据WFx知，图线与横轴所围的面积应等于F所做的功，即 弹力做功是绝对的，弹性势能是相对的，与参考平

8、面的选取有关。 一般选择弹簧的自由长度为零势能参考位置,即弹簧处于原长时弹性势能为0，十、弹力做功跟弹性势能变化的关系如图所示，O为弹簧的原长处1.物体由O向A运动(压缩)或者由O向A运动(伸长)时，弹力对物体做负功，弹簧弹性势能增大，其他形式的能转化为弹性势能2物体由A向O运动，或者由A向O运动时，弹力对物体做正功，弹簧弹性势能减小，弹性势能转化为其他形式的能3弹力做功与弹性势能变化的关系W弹Ep弹力做功与弹性势能变化的关系:弹力做多少正(负)功，弹性势能减少(增加)多少！1.沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是()A沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多B沿坡度大，粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多C沿坡度小，粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多D不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同，物体增加的重力势能也相同D课堂练习2.关于弹性势能，下列说法中正确的是( )A任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能B任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变C物体只要发生形变，就一定具